JP3051670B2 - ラミネート鋼板の製造法、ラミネート鋼板及びそれに用いる表面処理鋼板 - Google Patents
ラミネート鋼板の製造法、ラミネート鋼板及びそれに用いる表面処理鋼板Info
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は加工後のフィルム密着性に
優れたラミネート用の表面処理鋼板及びその製造方法に
関するのものである。
優れたラミネート用の表面処理鋼板及びその製造方法に
関するのものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼板上にフィルムを被覆するラミ
ネート鋼板の原板として用いられるものには、例えば、
特開平７−１３８７８６号公報に記載されたような表面
処理鋼板がある。
ネート鋼板の原板として用いられるものには、例えば、
特開平７−１３８７８６号公報に記載されたような表面
処理鋼板がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記表面処理
鋼板は、熱可塑性樹脂フィルムとの密着性の良否につい
て特に検討したものではないため、深絞り缶や、缶エン
ドなど加工の厳しい用途への適用は困難であった。特に
薄肉化深絞り缶などにおいて、加工後も優れた耐食性を
確保するためには、フィルム密着性が優れていることが
特に必要とされている。そこで本発明の目的は、従来の
表面処理鋼板の欠点を改善しつつ、加工後のフィルム密
着性に優れたラミネート鋼板を製造するための基板とし
て用いられる表面処理鋼板を提供することにある。
鋼板は、熱可塑性樹脂フィルムとの密着性の良否につい
て特に検討したものではないため、深絞り缶や、缶エン
ドなど加工の厳しい用途への適用は困難であった。特に
薄肉化深絞り缶などにおいて、加工後も優れた耐食性を
確保するためには、フィルム密着性が優れていることが
特に必要とされている。そこで本発明の目的は、従来の
表面処理鋼板の欠点を改善しつつ、加工後のフィルム密
着性に優れたラミネート鋼板を製造するための基板とし
て用いられる表面処理鋼板を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のラミ
ネート鋼板の製造法は、最表面にあるクロムオキサイド
の比表面積の値が１．０８〜１．３５である表面処理鋼
板を基板として、この基板の少なくとも片面にプラスチ
ックフィルムをラミネートすることを特徴とする。この
方法により、最表面にあるクロムオキサイドの比表面積
の値が１．０８〜１．３５である表面処理鋼板を基板と
して、この基板の少なくとも片面にプラスチックフィル
ムをラミネートしたラミネート鋼板が提供される。そし
て、基板となる表面処理鋼板は、最表面にあるクロムオ
キサイドの比表面積の値が１．０８〜１．３５であるこ
とが望ましい。上記表面処理鋼板は、鋼板上にクロムオ
キサイド層を形成させた後、水又は温水で洗浄し、最表
面にあるクロムオキサイドの比表面積の値を１．０８〜
１．３５にすることにより製造される。
ネート鋼板の製造法は、最表面にあるクロムオキサイド
の比表面積の値が１．０８〜１．３５である表面処理鋼
板を基板として、この基板の少なくとも片面にプラスチ
ックフィルムをラミネートすることを特徴とする。この
方法により、最表面にあるクロムオキサイドの比表面積
の値が１．０８〜１．３５である表面処理鋼板を基板と
して、この基板の少なくとも片面にプラスチックフィル
ムをラミネートしたラミネート鋼板が提供される。そし
て、基板となる表面処理鋼板は、最表面にあるクロムオ
キサイドの比表面積の値が１．０８〜１．３５であるこ
とが望ましい。上記表面処理鋼板は、鋼板上にクロムオ
キサイド層を形成させた後、水又は温水で洗浄し、最表
面にあるクロムオキサイドの比表面積の値を１．０８〜
１．３５にすることにより製造される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のラミネート鋼板は、加工
後のフィルム密着性に優れており、薄肉深絞り缶など加
工の厳しい用途への適用ができる。
後のフィルム密着性に優れており、薄肉深絞り缶など加
工の厳しい用途への適用ができる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を実施例を用いてさらに詳細に
説明する。本発明の表面処理鋼板は、表面処理鋼板の素
材としての鋼板、少なくとも片面上に金属クロム層及び
クロムオキサイド層が形成されている。表面処理鋼板の
素材としての鋼板は通常の低炭素鋼、極低炭素、高炭素
鋼などが用いられる。
説明する。本発明の表面処理鋼板は、表面処理鋼板の素
材としての鋼板、少なくとも片面上に金属クロム層及び
クロムオキサイド層が形成されている。表面処理鋼板の
素材としての鋼板は通常の低炭素鋼、極低炭素、高炭素
鋼などが用いられる。
【０００７】金属クロム層には、３０〜３００ｍｇ／ｍ
2 の金属クロムが施されている。望ましくは３０〜２０
０ｍｇ／ｍ2 である。下限を３０ｍｇ／ｍ2 とする理由
は耐食性を持たせるためであり、上限を３００ｍｇ／ｍ
2 とする理由はこれ以上増やしても耐食性の効果が飽和
し、経済的でなくなるためである。
2 の金属クロムが施されている。望ましくは３０〜２０
０ｍｇ／ｍ2 である。下限を３０ｍｇ／ｍ2 とする理由
は耐食性を持たせるためであり、上限を３００ｍｇ／ｍ
2 とする理由はこれ以上増やしても耐食性の効果が飽和
し、経済的でなくなるためである。
【０００８】クロムオキサイド層には、クロム換算で５
〜４０ｍｇ／ｍ2 のクロムオキサイドが施されている。
下限を５ｍｇ／ｍ2 とする理由は、これ以下ではフィル
ムとの密着性に劣るためであり、上限を４０ｍｇ／ｍ2
とする理由は、これ以上増やしても効果が飽和し、外観
が暗褐色となるためである。
〜４０ｍｇ／ｍ2 のクロムオキサイドが施されている。
下限を５ｍｇ／ｍ2 とする理由は、これ以下ではフィル
ムとの密着性に劣るためであり、上限を４０ｍｇ／ｍ2
とする理由は、これ以上増やしても効果が飽和し、外観
が暗褐色となるためである。
【０００９】ラミネート鋼板を薄肉化深絞り缶などの厳
しい加工を施し、加工後も優れた性能を確保するために
は、フィルム密着性が特に大事な要件となる。このフィ
ルム密着性を向上させるには幾つかの方法があるが、本
発明では、フィルムと直接接触する表面処理鋼板の表面
状態に着目したのである。すなわち、フィルムと直接接
触する表面処理鋼板の表面状態は、一定の表面積を持っ
たものがフィルム密着性が優れていることが分かったの
である。ここでいう表面積とは、従来概念である触針試
験法で測定した表面粗さなどの概念と異なり、いわゆる
表面活性度なる概念に近似している。
しい加工を施し、加工後も優れた性能を確保するために
は、フィルム密着性が特に大事な要件となる。このフィ
ルム密着性を向上させるには幾つかの方法があるが、本
発明では、フィルムと直接接触する表面処理鋼板の表面
状態に着目したのである。すなわち、フィルムと直接接
触する表面処理鋼板の表面状態は、一定の表面積を持っ
たものがフィルム密着性が優れていることが分かったの
である。ここでいう表面積とは、従来概念である触針試
験法で測定した表面粗さなどの概念と異なり、いわゆる
表面活性度なる概念に近似している。
【００１０】本発明の請求項でいう比表面積とは、従来
の触針試験法などでは測定できないような、極微小な凹
凸が形成された表面状態をいい、表面処理鋼板の比表面
積を特定の範囲にすることにより、フィルムとの密着力
が高まったものである。すなわち、本発明ではこの比表
面積を１．０８〜１．３５の範囲にすることが、フィル
ムの密着力向上に特に優れているという結果が得られ
た。この比表面積の値の測定は、凹凸が全く無いと仮定
した場合のサンプルの面積（投影面積＝基準）を基準に
して、その後本発明の実施例のサンプルを測定したもの
（実面積）との比で表したものである。
の触針試験法などでは測定できないような、極微小な凹
凸が形成された表面状態をいい、表面処理鋼板の比表面
積を特定の範囲にすることにより、フィルムとの密着力
が高まったものである。すなわち、本発明ではこの比表
面積を１．０８〜１．３５の範囲にすることが、フィル
ムの密着力向上に特に優れているという結果が得られ
た。この比表面積の値の測定は、凹凸が全く無いと仮定
した場合のサンプルの面積（投影面積＝基準）を基準に
して、その後本発明の実施例のサンプルを測定したもの
（実面積）との比で表したものである。
【００１１】本発明の表面処理鋼板にラミネートする熱
可塑性樹脂フィルムとしては、（１）ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、エチレ
ンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリルエステル
共重合体、アイオノマー等のオレフィン系樹脂フィル
ム、（２）ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレン
テレフタレート／イソフタレート共重合体等のポリエス
テル、（３）ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン１
１、ナイロン１２等のポリアミド、（４）ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等をあげることができる。これ
らの熱可塑性樹脂フィルムは、耐熱性、耐食性、鋼板と
の接着性の点において、それぞれ、異なる特徴を有する
が、食缶の内容物に応じて使い分けることができる。ま
た、これら熱可塑性樹脂フィルムの原板への密着性が十
分でない場合には、例えば、エポキシ系接着剤、フェノ
ール系接着剤、アミド系接着剤、ウレタン系接着剤、酸
変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接着剤、
コポリエステル系接着剤、これらのブレンド物などを介
在させることもできる。また、熱可塑性樹脂フィルムの
厚みは、一般に、３〜５０μｍの範囲にあることが望ま
しい。厚みが３μｍ以下の場合は被覆作業性が著しく低
下するとともに、ピンホールが発生し易く十分な加工耐
食性が得られない。一方、５０μｍを超えた場合は、製
缶分野で広く用いられている塗料と比較して経済的でな
い。熱可塑性樹脂フィルムは、原板の両面に被覆される
場合と片面に被覆される場合がある。
可塑性樹脂フィルムとしては、（１）ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、エチレ
ンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリルエステル
共重合体、アイオノマー等のオレフィン系樹脂フィル
ム、（２）ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレン
テレフタレート／イソフタレート共重合体等のポリエス
テル、（３）ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン１
１、ナイロン１２等のポリアミド、（４）ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等をあげることができる。これ
らの熱可塑性樹脂フィルムは、耐熱性、耐食性、鋼板と
の接着性の点において、それぞれ、異なる特徴を有する
が、食缶の内容物に応じて使い分けることができる。ま
た、これら熱可塑性樹脂フィルムの原板への密着性が十
分でない場合には、例えば、エポキシ系接着剤、フェノ
ール系接着剤、アミド系接着剤、ウレタン系接着剤、酸
変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接着剤、
コポリエステル系接着剤、これらのブレンド物などを介
在させることもできる。また、熱可塑性樹脂フィルムの
厚みは、一般に、３〜５０μｍの範囲にあることが望ま
しい。厚みが３μｍ以下の場合は被覆作業性が著しく低
下するとともに、ピンホールが発生し易く十分な加工耐
食性が得られない。一方、５０μｍを超えた場合は、製
缶分野で広く用いられている塗料と比較して経済的でな
い。熱可塑性樹脂フィルムは、原板の両面に被覆される
場合と片面に被覆される場合がある。
【００１２】次に、本発明の表面処理鋼板の製造方法に
ついて述べる。まず、冷延鋼板表面を脱脂、酸洗する。
その後、無水クロム酸を主体とした浴に、めっき助剤と
して少量の硫酸、硫酸塩、弗酸、弗化物、硅弗化物のう
ち１種以上添加した電解クロム酸浴中で、鋼板を陰極と
して金属クロムを析出させる。この金属クロム層上には
クロムオキサイドが必然的に形成されるが、このクロム
オキサイドでは本発明でいう比表面積の値を安定して一
定の範囲内におさめることができない。本発明では、ク
ロムオキサイドの形成方法が、比表面積を特定の範囲に
おさめるための極めて重要な要因であると考え、通常行
われているティンフリー鋼板の製造条件を限定した条件
で行った。
ついて述べる。まず、冷延鋼板表面を脱脂、酸洗する。
その後、無水クロム酸を主体とした浴に、めっき助剤と
して少量の硫酸、硫酸塩、弗酸、弗化物、硅弗化物のう
ち１種以上添加した電解クロム酸浴中で、鋼板を陰極と
して金属クロムを析出させる。この金属クロム層上には
クロムオキサイドが必然的に形成されるが、このクロム
オキサイドでは本発明でいう比表面積の値を安定して一
定の範囲内におさめることができない。本発明では、ク
ロムオキサイドの形成方法が、比表面積を特定の範囲に
おさめるための極めて重要な要因であると考え、通常行
われているティンフリー鋼板の製造条件を限定した条件
で行った。
【００１３】（クロムオキサイド形成）クロムオキサイ
ドを形成させるためのめっき浴は、ＣｒＯ3 濃度を２０
〜１００ｇ／ｌで行う。また、代表的な助剤としてフッ
化物を使用する。その他、硫酸、硅弗酸、ホウ弗酸やそ
れらのアルカリ金属塩の単独または硫酸との併用添加も
行われる。一般に弗素系の助剤の方が硫酸系の助剤より
も比表面積を大きくできる傾向にある。助剤の量は、そ
の種類により若干異なってくるが、クロム酸濃度の２〜
２０重量％程度が適当である。浴温度は、通常３０〜６
０℃で行う。陰極電流密度は、通常１０〜１００Ａ／ｄ
ｍ2 で行うが、５０Ａ／ｄｍ2 以上とした方が比表面積
の大きなクロム水和酸化物層が形成されやすい。
ドを形成させるためのめっき浴は、ＣｒＯ3 濃度を２０
〜１００ｇ／ｌで行う。また、代表的な助剤としてフッ
化物を使用する。その他、硫酸、硅弗酸、ホウ弗酸やそ
れらのアルカリ金属塩の単独または硫酸との併用添加も
行われる。一般に弗素系の助剤の方が硫酸系の助剤より
も比表面積を大きくできる傾向にある。助剤の量は、そ
の種類により若干異なってくるが、クロム酸濃度の２〜
２０重量％程度が適当である。浴温度は、通常３０〜６
０℃で行う。陰極電流密度は、通常１０〜１００Ａ／ｄ
ｍ2 で行うが、５０Ａ／ｄｍ2 以上とした方が比表面積
の大きなクロム水和酸化物層が形成されやすい。
【００１４】更に必要に応じて上記クロムオキサイド形
成終了後に、常温水又は温水で洗浄することにより、ク
ロム水和酸化物層の一部溶解を図り、比表面積の大きな
クロムオキサイド層を形成させることもできる。
成終了後に、常温水又は温水で洗浄することにより、ク
ロム水和酸化物層の一部溶解を図り、比表面積の大きな
クロムオキサイド層を形成させることもできる。
【００１５】以下、本発明の好適な実施例について詳細
に説明する。 （実施例１〜５）板厚０．１６ｍｍの冷延鋼板を、通常
の方法で電解脱脂、酸洗した後、ＣｒＯ3 ：１００ｇ／
ｌ，ＨＦ：５ｇ／ｌのめっき浴を用い、浴温度：４５
℃，電流密度：５０Ａ／ｄｍ2 で１００ｍｇ／ｍ2 の金
属クロムをめっきした。水洗後、さらに浴組成、電流密
度及び洗浄条件を変えて鋼板の表面にクロムオキサイド
層を形成させたサンプルを用意した。このサンプルの表
面を、ディジタル・インストルメント社製（Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）の原子間力顕微鏡「ナ
ノスコープIIIa」で、試料表面の１μｍ角の領域を１ラ
イン当たり５１２画素数で測定した。測定視野を変えて
１０ヶ所を測定し、その平均値を実表面積（分子）と
し、試料表面が完全に平坦としたときの測定対象投影面
積（分母＝基準）に対する比を比表面積と定義した。さ
らにこのサンプルのクロムオキサイド層の上にポリエチ
レンテレフタレート／イソフタレート共重合樹脂フィル
ムを２５０℃で熱融着させ、レトルトピール試験法によ
りフィルムの剥離長さを測定した。表１に本発明の実施
例を一覧表にして示した。また、比較例も示した。
に説明する。 （実施例１〜５）板厚０．１６ｍｍの冷延鋼板を、通常
の方法で電解脱脂、酸洗した後、ＣｒＯ3 ：１００ｇ／
ｌ，ＨＦ：５ｇ／ｌのめっき浴を用い、浴温度：４５
℃，電流密度：５０Ａ／ｄｍ2 で１００ｍｇ／ｍ2 の金
属クロムをめっきした。水洗後、さらに浴組成、電流密
度及び洗浄条件を変えて鋼板の表面にクロムオキサイド
層を形成させたサンプルを用意した。このサンプルの表
面を、ディジタル・インストルメント社製（Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）の原子間力顕微鏡「ナ
ノスコープIIIa」で、試料表面の１μｍ角の領域を１ラ
イン当たり５１２画素数で測定した。測定視野を変えて
１０ヶ所を測定し、その平均値を実表面積（分子）と
し、試料表面が完全に平坦としたときの測定対象投影面
積（分母＝基準）に対する比を比表面積と定義した。さ
らにこのサンプルのクロムオキサイド層の上にポリエチ
レンテレフタレート／イソフタレート共重合樹脂フィル
ムを２５０℃で熱融着させ、レトルトピール試験法によ
りフィルムの剥離長さを測定した。表１に本発明の実施
例を一覧表にして示した。また、比較例も示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１中の特性評価は次の方法によって行っ
た。 （１）フィルム密着性 （レトルトピール試験）ポリエチレンテレフタレート／
イソフタレート共重合樹脂フィルムをラミネートしたラ
ミーネト鋼板を３０ｍｍ幅×１００ｍｍに切り出し、鋼
板の部分のみを切断後（フィルムはつながっている）、
折り曲げて治具にセットし１００ｇの荷重をかけた。こ
の状態でレトルト釜の中にセットし、１３０℃×３０分
の条件でレトルトし、フィルムの剥離長さを測定するこ
とにより、フィルム密着性を評価した。本発明の表面処
理鋼板を用いたラミネート鋼板は、いずれもフィルムの
剥離が少なく優れた結果が得られた。これに対し、比較
例のラミネート鋼板は上部より５０mm以上の剥離が生じ
た。
た。 （１）フィルム密着性 （レトルトピール試験）ポリエチレンテレフタレート／
イソフタレート共重合樹脂フィルムをラミネートしたラ
ミーネト鋼板を３０ｍｍ幅×１００ｍｍに切り出し、鋼
板の部分のみを切断後（フィルムはつながっている）、
折り曲げて治具にセットし１００ｇの荷重をかけた。こ
の状態でレトルト釜の中にセットし、１３０℃×３０分
の条件でレトルトし、フィルムの剥離長さを測定するこ
とにより、フィルム密着性を評価した。本発明の表面処
理鋼板を用いたラミネート鋼板は、いずれもフィルムの
剥離が少なく優れた結果が得られた。これに対し、比較
例のラミネート鋼板は上部より５０mm以上の剥離が生じ
た。
【００１８】
【発明の効果】本発明のラミネート鋼板用の原板は、ラ
ミネート面の比表面積を特定範囲に規定したので、加工
後のフィルム密着性に優れており、薄肉化深絞り缶など
加工の厳しい用途への適用ができる。
ミネート面の比表面積を特定範囲に規定したので、加工
後のフィルム密着性に優れており、薄肉化深絞り缶など
加工の厳しい用途への適用ができる。
フロントページの続き (56)参考文献 日本鉄鋼協会講演論文集「材料とプロ セス」Ｖｏｌ．18（1995）Ｎｏ．３，第 718頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 15/08 C25D 5/48
Claims (4)
- 【請求項１】基板の少なくとも片面にプラスチックフィ
ルムをラミネートするラミネート鋼板の製造法であっ
て、ラミネート鋼板の基板である表面処理鋼板の最表面
に形成されるクロムオキサイドの比表面積の値が１．０
８〜１．３５になるように、以下の条件でクロムオキサ
イドを形成させ、 めっき浴：ＣｒＯ3 濃度を２０〜１００ｇ／ｌ めっき浴に添加する助剤：フッ化物 助剤の量：クロム酸濃度の２〜２０重量％ 浴温度：３０〜６０℃ 陰極電流密度：１０〜１００Ａ／ｄｍ2 その後、常温水又は温水で洗浄し、該表面処理鋼板の最
表面にプラスチックフィルムをラミネートするラミネー
ト鋼板の製造法。 - 【請求項２】基板の少なくとも片面にプラスチックフィ
ルムをラミネートしたラミネート鋼板であって、ラミネ
ート鋼板の基板である表面処理鋼板の最表面に形成され
たクロムオキサイドの比表面積の値が１．０８〜１．３
５になるように、以下の条件でクロムオキサイドを形成
させ、 めっき浴：ＣｒＯ3 濃度を２０〜１００ｇ／ｌ めっき浴に添加する助剤：フッ化物 助剤の量：クロム酸濃度の２〜２０重量％ 浴温度：３０〜６０℃ 陰極電流密度：１０〜１００Ａ／ｄｍ2 その後、常温水又は温水で洗浄し、該表面処理鋼板の最
表面にプラスチックフィルムをラミネートしてなるラミ
ネート鋼板。 - 【請求項３】基板の少なくとも片面にプラスチックフィ
ルムをラミネートするラミネート鋼板の基板の製造法で
あって、ラミネート鋼板の基板である表面処理鋼板の最
表面に形成されるクロムオキサイドの比表面積の値が
１．０８〜１．３５になるように、以下の条件でクロム
オキサイドを形成させ、 めっき浴：ＣｒＯ3 濃度を２０〜１００ｇ／ｌ めっき浴に添加する助剤：フッ化物 助剤の量：クロム酸濃度の２〜２０重量％ 浴温度：３０〜６０℃ 陰極電流密度：１０〜１００Ａ／ｄｍ2 その後、常温水又は温水で洗浄する表面処理鋼板の製造
法。 - 【請求項４】基板の少なくとも片面にプラスチックフィ
ルムをラミネートしたラミネート鋼板の基板であって、
ラミネート鋼板の基板である表面処理鋼板の最表面に形
成されたクロムオキサイドの比表面積の値が１．０８〜
１．３５になるように、以下の条件でクロムオキサイド
を形成させ、 めっき浴：ＣｒＯ3 濃度を２０〜１００ｇ／ｌ めっき浴に添加する助剤：フッ化物 助剤の量：クロム酸濃度の２〜２０重量％ 浴温度：３０〜６０℃ 陰極電流密度：１０〜１００Ａ／ｄｍ2 その後、常温水又は温水で洗浄してなる表面処理鋼板。
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- 1996-05-02 AU AU55160/96A patent/AU5516096A/en not_active Abandoned
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